Создайте надёжный DIY RFID-считыватель: пошаговое руководство

Ваш проект связан с радиочастотными частотами, и вы ищете отличную идею проекта, или вы слышали о DIY RFID-считывателе раньше и хотите узнать о нём больше?

Тогда вы в правильном месте.

Эта статья познакомит вас с RFID-считывателем.

RFID означает Radio Frequency Identification (радиочастотная идентификация), и радиочастоты критически важны во многих отраслях.

Однако ремонт или даже покупка не очень доступны. Плюс, его природа может быть сложной.

Так что в этой статье мы покажем вам, как сделать простую схему RFID-считывателя без Arduino.

Давайте начнём!

Что такое RFID-считыватель?

RFID-считыватель использует радиочастотные волны для обнаружения и связи с RFID-тегами. И RFID-считыватели, и RFID-теги — существенные аспекты RFID-технологии, и вы не можете иметь одно без другого.

Так, RFID-теги содержат информацию, которую вы можете прочитать с RFID-считывателем. Вы можете найти RFID-теги как наклейки для предотвращения краж на продуктах в супермаркетах, брелки, пластиковые карты вроде банковских карт и кредитных карт, и даже под кожей домашних животных.

С другой стороны, у нас есть стационарные RFID-считыватели, которые остаются в фиксированных позициях, как на стенах и столах. У нас есть мобильные RFID-считыватели, которые достаточно гибки, чтобы позволить вам читать RFID-теги и общаться с интеллектуальным устройством или хост-компьютером.

Здесь становится интересно.

Вы можете найти RFID почти во всей потребительской технологии, как мобильные телефоны, платные дороги и даже чипы для отслеживания домашних животных. Также RFID когда-то был только для военных, и теперь каждый может использовать эту технологию для чтения и идентификации RFID-тегов.

Кроме того, у нас есть два типа RFID, которые являются пассивными и активными RFID.

Пассивный RFID

Системы с пассивным RFID используют антенну и цепь, которая хранит код. Однако эти RFID-системы не имеют источников питания. Пассивные RFID-теги активируются только тогда, когда вы посылаете сигнал от вашего высокомощного RFID-приёмника.

Во-первых, считыватель посылает низкую частоту, которая будит антенну считывателя пассивного RFID-тега и включает подключенную цепь.

Затем тег использует другую частоту для отправки закодированного сообщения обратно к приёмнику, таким образом завершая процесс.

Дальность пассивной RFID-системы составляет от 1 до 30 метров. Однако это зависит от передаваемой частоты.

Так что если вы хотите отслеживать местоположение предмета, вам понадобится много RFID-считывателей.

Кроме того, пассивные RFID-теги не полагаются на батареи. Следовательно, они будут работать вечно, и это также делает их менее сложными.

Пассивные RFID-считыватели не посылают только низкочастотные сигналы; у них также есть множество частот. Однако наиболее часто используемые:

• Ультравысокие частоты (UHF) — передают частоту 865 МГц с дальностью примерно 30 метров
• Низкие частоты (LF) — передают частоту 125 кГц с дальностью около нескольких сантиметров
• Высокие частоты (HF) — передают частоту 13,65 МГц с дальностью один метр

Хотя у них короткие частотные диапазоны, пассивные RFID-считыватели всё ещё работают во многих приложениях благодаря их доступности и способности работать практически вечно.

Активные RFID-считыватели

Активный — более мощный RFID-считыватель, которому нужен источник питания для отправки своих кодов. Эти RFID-системы передают на большие расстояния, чем пассивные RFID, и некоторые могут даже достигать нескольких сотен метров. Стандартная рабочая частота активного RFID составляет около 433 МГц или 915 МГц.

Активные RFID имеют два типа: маяки (beacons) и транспондеры.

Маяки могут посылать сигналы без необходимости активации от считывателя. Однако эта характеристика сильно влияет на срок службы батареи маяков.

Кроме того, транспондеры — как противоположность маяков. Они работают больше как пассивные RFID-системы и требуют, чтобы считыватель послал сигнал перед отправкой своего кода.

В отличие от пассивного RFID, активные RFID могут служить до пяти лет, в зависимости от ёмкости батареи. Также вы можете заменять батареи некоторых тегов, в то время как другие используют постоянные батареи.

Примечание: И пассивные, и активные RFID имеют записываемые и только для чтения теги. Для тегов только для чтения вы не можете изменить данные, закодированные в заголовке. Напротив, записываемые теги позволяют вам выбрать данные, которые должен содержать ярлык.

Как работает RFID?

RFID-считыватель и RFID-тег работают по-разному. Некоторые RFID-считыватели требуют подключения к электрической сети. Однако RFID-теги отличаются.

Типичные RFID-наклейки, которые вы можете найти на продуктах в супермаркетах или RFID-карты контроля доступа, не используют никакие формы источников питания для работы.

Что они используют — это принцип индукции. Таким образом, эти теги пассивны.

Так, чтобы запитать чип или наклейку, вам придётся убрать электромагнитное поле, позволяющее потоку электронов течь через антенну тега.

Когда чип питается, он передаст закодированную информацию через радиочастоты. Вы можете назвать этот процесс обратным рассеянием (backscattering).

Наконец, RFID-считыватель обнаруживает и переводит обратное рассеяние и отправляет интерпретированные данные к микроконтроллеру (как Arduino) или компьютеру. Таким образом, вы сможете прочитать закодированное сообщение на теге.

DIY RFID-считыватель — Как сделать RFID-считыватель

Теперь давайте посмотрим, как построить простую RFID-схему без Arduino.

RFID-считыватель карт без Arduino

Вот простая RFID-схема, которую вы можете построить без использования Arduino. Эта схема имеет две части, которые включают передатчик и приёмник. Таким образом, когда вы помещаете передатчик близко к приёмнику, он должен сработать зуммером.

Также в этом проекте мы узнаем, как сделать передатчик и приёмник. Вот схемы:

Компоненты, необходимые для DIY RFID-считывателя

Вот компоненты, которые вам нужны для этого проекта:

• Компаратор LM324 (1)
• Зуммер 3,5 В (1)
• Светодиод 5 мм (1)

• NPN транзистор BF494 (1)
• NPN транзистор 2N2222 (1)
• Переменный конденсатор 33 пФ (1)
• Текстолит (вероборд) (2)
• Элемент питания 3 В (1)
• Паяльная проволока (1)
• Перемычки
• Резисторы 82 кОм, 1 кОм, 2,2 МОм, 100 кОм (5)
• Паяльник 45-65 Вт (1)
• 9 В батарея с клипсом (1)
• Зенеровский диод 1N4148 (1)
• 3 метра эмалированной медной проволоки 25/16 калибра (1)
• Кнопка (1)

DIY RFID-считыватель — Компаратор LM324

Вот диаграмма распиновки для компаратора LM324:

DIY RFID-считыватель — Шаги для построения RFID-передатчика

Теперь вот шаги, которые вы должны выполнить для построения этого RFID-передатчика:

Шаг 1

Всегда убеждайтесь, что ваши компоненты готовы перед началом любого проекта.

Шаг 2

Получите один вероборд и припаяйте ваш NPN транзистор BF494 к плате. После этого подключите резистор 82 кОм к базе транзистора и припаяйте соединение.

Шаг 3

Далее, разместите конденсаторы 10 пФ и 82 пФ параллельно резистору 82 кОм и припаяйте соединения. Также подключите резистор 1 кОм последовательно с конденсатором 82 пФ и припаяйте.

Шаг 4

Возьмите вашу медную проволоку 25 калибра и сделайте катушку из 6 витков. Далее, подключите один конец к коллектору транзистора, а другой конец к конденсатору 27 пФ. Не забудьте припаять.

Шаг 5

Наконец, подключите вашу кнопку и антенну элемента питания к вероборду и припаяйте соединения.

DIY RFID-считыватель — Шаги для построения RFID-приёмника

Вот шаги для построения RFID-приёмника:

Шаг 1

Разместите компаратор LM324 на вероборду и подключите конденсатор 100 мкФ между пином 11 IC (-) и пином 4 IC (-). Также припаяйте резистор 2,2 МОм между пином 1 и пином 2 и подключите резистор 100 кОм между пином 2 и пином 3.

Шаг 2

Далее, подключите ваш переменный конденсатор 33 пФ между пином 2 и пином 3 и припаяйте конденсатор 10 пФ последовательно с конденсатором 33 пФ.

Шаг 3

Возьмите ваш светодиод и подключите + вывод к пину 1 компаратора. Также подключите - вывод светодиода к базе транзистора 2N2222 с вашим резистором 1 кОм.

Шаг 4

Далее, подключите - вывод зуммера 5 В к коллектору транзистора и + вывод к + выводу зенеровского диода 1N4148. Также присоедините катушку медной проволоки 25 калибра между эмиттером транзистора и конденсатором 10 пФ.

Шаг 5

Наконец, возьмите вашу батарею и подключите положительный клемму к пину 4 и отрицательный клемму к пину 11. Теперь вы можете включить схему и проверить, работает ли она.

DIY RFID-считыватель — Применения

Некоторые применения RFID-приёмника:

• Обнаружение украденных или поддельных продуктов

• Работает для управления посещаемостью в школах и офисах
• Работает для отслеживания инвентаря

Подведение итогов

Как я упоминал ранее, RFID-системы имеют доступ к различным частотам в радиоспектре. Также частоты в радиоспектре находятся между инфракрасным и ELF (экстремально низкой частотой).

Однако стоит упомянуть, что радиоволны в радиоспектре не имеют одинакового поведения на всех частотах. Таким образом, вам помогло бы выбрать частоту, соответствующую приложению, которое у вас в виду.

Основываясь на этом, у нас есть три RFID-системы, которые включают LF (низкая частота) системы, HF (высокая частота) системы и UHF (ультравысокая частота) активные системы.

Ну, это подводит к концу этой статьи. Дайте нам знать, если у вас есть вопросы, и мы будем рады помочь.